JP2009175168A - Application equipment and application method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、装置内の所定の位置に保持された塗布対象物に対して、複数の吐出ノズルを有する塗布ヘッドによって塗布材を供給する塗布装置及び塗布方法に関する。特に塗布対象物の塗布領域が小区画(画素と呼ぶ)に分割されたその画素に着色材料を塗布する場合等に大きな効果を期待できる。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for supplying a coating material to a coating object held at a predetermined position in the apparatus by a coating head having a plurality of discharge nozzles. In particular, a great effect can be expected when a coloring material is applied to the pixel in which the application area of the application object is divided into small sections (called pixels).
最近の情報端末の画像表示技術の進展は目を見張るものがあり、大画面のものや、或いは小型の画面でも、非常に高い精細度の表示機器(ディスプレイ)が製造、実用化されている。そのような状況の中、低コストで高品位な画像表示を可能とするディスプレイに対する要求が強い。こうした要求に応えるディスプレイのキーデバイスとして、カラーフィルタがあり、そのカラーフィルタ製造方法・装置にも様々な工夫が取り入れられている。 Recent progress in image display technology of information terminals is remarkable, and display devices (displays) with very high definition are manufactured and put into practical use even for large screens or small screens. Under such circumstances, there is a strong demand for a display that enables high-quality image display at low cost. There is a color filter as a key device of a display that meets such demands, and various devices have been incorporated into the color filter manufacturing method and apparatus.
そうしたカラーフィルタの製造方法・装置にむけた従来の技術では、
基材であるガラス基板等に、遮光機能を果たす種々の材料によってマトリクス状に遮光部を形成して、そのマトリクス状の遮光部のマス目の中に着色材料を充填してカラーフィルタとしての機能を実現しており、その充填方法としてはコーティング技術を利用している。
In the conventional technology for manufacturing methods and devices for such color filters,
Functions as a color filter by forming a light-shielding part in the form of a matrix with various materials that perform a light-shielding function on a glass substrate that is a base material, and filling the cells of the matrix-like light shielding part with a coloring material The coating method is used as the filling method.
この工法ではRGB3色の着色材料の塗布の工程それぞれが独立しており、それぞれの工程で、遮光などのための非常に高い精度を要求する遮蔽部材(マスク)を必要としていた。したがって、3色それぞれの着色工程を必要とするという工数的(時間)な面においても、3色それぞれの着色で使用する塗布に加えて余分な着色剤の剥離に要する装置及びそれらの工程で使用される治工具及び部材といった面において等、設備及び製造コストが高くつくという問題を抱えていた。 In this construction method, the steps of applying the coloring materials of RGB three colors are independent, and a shielding member (mask) that requires very high accuracy for light shielding is required in each step. Therefore, even in terms of man-hours (time) that requires a coloring process for each of the three colors, in addition to the coating used for the coloring of each of the three colors, an apparatus required for peeling off the extra colorant and used in those processes In terms of jigs and tools to be used, there was a problem that equipment and manufacturing costs were high.
最近では、コーティング工法に代わり、塗布材を供給する「塗布ヘッド」としてインクジェットヘッドを装備した塗布装置により、基材であるマトリクス状に遮光部を形成したガラス基板等上に、「塗布材」である着色材料をインクジェットヘッドに形成された「吐出ノズル」であるインクジェットノズルから供給・塗布してカラーフィルタを製造する方法が提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。
Recently, instead of a coating method, a coating device equipped with an inkjet head as a “coating head” for supplying a coating material is used to apply a “coating material” on a glass substrate or the like on which a light shielding portion is formed in a matrix as a base material. There has been proposed a method of manufacturing a color filter by supplying and applying a certain coloring material from an inkjet nozzle which is a “discharge nozzle” formed on an inkjet head (see
大画面を持つカラー液晶TV、プラズマTV或いは大型のディスプレイ向けのカラーフィルターなど大きな面積に、インクジェットヘッドによる塗布装置を用いて着色材料等を塗布する場合、或いは小型の情報端末向けのディスプレイのように、個々の製品に必要な塗布面積が小さいものでも一枚の基板に複数個を同時並行で生産をしようとする場合、一度に大きな面積に着色材料等を塗布する必要がある。
こうした場合、迅速・効率的に塗布を完了させるには、大きな有効塗布幅のインクジェットヘッドを準備して、このインクジェットヘッドと基板とを相対的に移動させ、その移動中にインクジェットヘッドに着色材料を供給し、塗布対象物であるカラーフィルターの塗布すべき場所に、インクジェットヘッドのインクジェットノズルより吐出・塗布する。
実際には、着色材料を塗布するインクジェットノズルの配列密度に制約があって、インクジェットノズルの小さな配列密度を実現する為、さらに隣接するインクジェットヘッド間の塗布不能部分を補完する為にインクジェットヘッドの配置を並列にする必要がある。
しかし、これでは塗布装置の移動方向に直角方向に直線的な塗布をするだけでも、移動方向に大きなスペースを必要とすることになってしまう。
When a coloring material or the like is applied to a large area such as a color liquid crystal TV having a large screen, a plasma TV, or a color filter for a large display by using an inkjet head coating device, or like a display for a small information terminal Even when a small application area is required for each product, it is necessary to apply a coloring material or the like to a large area at a time when a plurality of pieces are produced on one substrate in parallel.
In such a case, in order to complete the application quickly and efficiently, an inkjet head having a large effective application width is prepared, the inkjet head and the substrate are relatively moved, and a coloring material is applied to the inkjet head during the movement. It is supplied and discharged and applied from an inkjet nozzle of an inkjet head to a place where a color filter, which is an application target, is to be applied.
Actually, there is a limitation on the arrangement density of the inkjet nozzles to which the coloring material is applied, and in order to realize a small arrangement density of the inkjet nozzles, and further, the arrangement of the inkjet heads to complement the unapplicable part between the adjacent inkjet heads Need to be in parallel.
However, this requires a large space in the moving direction even if the coating is performed linearly in a direction perpendicular to the moving direction of the coating apparatus.
これを解消する方法として特許文献1では、複数のインクジェットヘッドのそれぞれを傾けて配列・配置して、インクジェットノズルの配列密度を小さくして塗布に必要なインクジェットノズルの配列密度を実現する方法が開示されている。
こうしてインクジェットヘッドと基板とを相対的に移動させて塗布する場合、インクジェットヘッドのインクジェットノズルの配列による弊害、例えばインクジェットノズル毎の着色材料の吐出量の偏りによる塗布量のバラツキが一部にあれば、そのインクジェットノズルを装着した塗布装置によって製造されるカラーフィルタには、そのバラツキによる透過光量の差がインクジェットヘッドの移動方向に直線的に出る。
製造されたカラーフィルタがディスプレイに組み込まれた場合には、そのカラーフィルタを透過する光量の差が色のムラとなってスジ状に発生してしまう。
As a method for solving this problem,
When coating is performed by relatively moving the inkjet head and the substrate in this way, if there are some adverse effects due to the arrangement of the inkjet nozzles of the inkjet head, for example, variations in the coating amount due to uneven discharge of the coloring material for each inkjet nozzle. In a color filter manufactured by a coating apparatus equipped with the inkjet nozzle, a difference in transmitted light amount due to the variation appears linearly in the moving direction of the inkjet head.
When the manufactured color filter is incorporated in a display, a difference in the amount of light transmitted through the color filter becomes uneven color and is generated in a streak shape.
本発明者等は現状のインクジェットヘッドによる塗布方法・装置の開発において、この原因探求に取り組むうち、一つのインクジェットヘッド内で数十μmという細かいピッチで形成されたインクジェットノズルで同時に吐出動作をさせた場合、ある1つのインクジェットノズルから吐出された着色材料の量に注目すると、その量は隣接する近傍のインクジェットノズルの吐出による影響を受け、そのインクジェットノズルを単独で着色材料を吐出した場合に比べ5〜10%程度着色材料の吐出量が増加することを確認した。 In the development of the present application method and apparatus using an ink jet head, the present inventors made a simultaneous discharge operation with an ink jet nozzle formed at a fine pitch of several tens of μm in one ink jet head while working on this cause search. In this case, paying attention to the amount of the coloring material discharged from a certain inkjet nozzle, the amount is affected by the discharge of the adjacent inkjet nozzle, and the amount is 5 as compared with the case where the inkjet material is discharged alone. It was confirmed that the discharge amount of the coloring material increased by about 10%.
したがって、隣接するインクジェットノズルが同時に駆動されるとインクジェットヘッド或いは同時に塗出動作を行なったインクジェットノズルの両端に位置する数個のインクジェットノズルの吐出量は常に他のインクジェットノズルよりも吐出量が少なくなる。この結果、インクジェットバーの直線的な移動によって連続塗布をした場合に、どちらの場合でも、この両端のインクジェットノズルが通過した塗布領域に塗布量が少ない部分がスジ状に現れてしまう。 Therefore, when adjacent ink jet nozzles are driven simultaneously, the discharge amount of several ink jet nozzles positioned at both ends of the ink jet head or the ink jet nozzles that simultaneously performed the painting operation is always smaller than other ink jet nozzles. . As a result, when continuous application is performed by linear movement of the inkjet bar, in either case, a portion with a small application amount appears in a stripe shape in the application region through which the inkjet nozzles at both ends have passed.
特許文献2では、こうした弊害を避ける一案として、隣接する一組のインクジェットヘッドを移動方向にずらしてその端部を重ね合うように配置して一つの長尺ノズル列とし、また別の隣接する一組のインクジェットヘッドを移動方向に直角な方向にずらして、その端部も同じように重ね合うように配置し一つの長尺ノズル列とし、その上で、それぞれの長尺ノズル列の繋ぎ(重ね合わせ)部分をずらした配置とし、吐出量の少ない端部のノズルを使用しないことで、色ムラの発生が抑えることができると開示している。
In
しかしながら、特許文献2によるカラーフィルタの製造装置では、吐出量が少ないとして端部のノズルの吐出を停止すると、吐出する隣接したノズルの端になるノズルにおいてその吐出量に低下が現出し、やはりその吐出量が低下したノズルによって塗布された部分がインクジェットヘッドの移動方向に連続して、透過光量に差が出て結果として色ムラなどが発生してしまう。
However, in the color filter manufacturing apparatus according to
また吐出量の低い部分を使用しないように、移動方向に直角な方向に重ねあわせてインクジェットヘッドを配列・配置すれば、インクジェットヘッドの配置スペースに大きな無駄が生じて装置の大型化等を誘因し、その上にすべてのインクジェットヘッドの両端のノズルを使用しないのは不経済である。 If the inkjet heads are arranged and arranged in a direction perpendicular to the moving direction so as not to use the part with a low discharge amount, a large waste is generated in the arrangement space of the inkjet head, leading to an increase in the size of the apparatus. It is uneconomical to not use the nozzles on both ends of all inkjet heads on it.
そしてさらに、本発明者等の検討が進む中で、
1つのインクジェットヘッド内のインクジェットノズルにおいて、そのノズルごとの吐出・非吐出を組み合わる等の工夫する等で、1画素あたりの着色材料の総吐出量の平準化をし透過光量の差、色ムラとしては十分に許容できるカラーフィルタであっても、なお着色材料の着弾の時差による乾燥時間等の違いで、乾燥後の画素表面に微妙な‘うねり’が発生することが確認された。
これによる不具合としては、明度が低い状態でカラーフィルタの表面の外光反射光を観察すると、この‘うねり’の部分で光の反射に変化が出て、その‘うねり’が連続するとスジ状に反射の強い、或いは弱い部分が起きることである。
In addition, as the inventors' investigation proceeds,
In the inkjet nozzles in one inkjet head, the total ejection amount of the coloring material per pixel is leveled by means such as combining ejection and non-ejection for each nozzle, and the difference in transmitted light amount and color unevenness As a result, it was confirmed that even if the color filter was sufficiently acceptable, subtle “swells” were generated on the pixel surface after drying due to the difference in drying time due to the time difference of the landing of the coloring material.
As a malfunction due to this, when the external light reflected light on the surface of the color filter is observed in a state where the brightness is low, the reflection of the light changes at this 'swell' portion, and if this 'swell' continues, it becomes a streak shape The part where reflection is strong or weak occurs.
本発明は、カラーフィルターとしての色度の許容値が有効画面領域全体において1000分の3であり、この色度の許容値を実現する着色材料の塗布量バラツキの許容値が3%以下であることを確認しており、これをカラーフィルタの目標仕様とし、その仕様を満足する本発明の塗布装置・方法を実現し、さらにカラーフィルタとしてディスプレイに装着され、その表面に外光が当たって反射光があっても反射光の強弱が部分的に発生することが無いものを実現することを目的としている。 According to the present invention, the allowable value of chromaticity as a color filter is 3/1000 in the entire effective screen area, and the allowable value of variation in the coating amount of the coloring material that realizes the allowable value of chromaticity is 3% or less. It is confirmed that this is the target specification of the color filter, and the coating apparatus and method of the present invention satisfying the specification is realized. Further, the color filter is mounted on the display, and the surface is reflected by external light and reflected. The object is to realize a thing in which the intensity of reflected light does not partially occur even when there is light.
このため、本発明では、
複数の吐出ノズルを有した塗布ヘッドにより、塗布対象物に前記吐出ノズルによって微量の液滴として塗布材を噴射塗布する塗布装置及び塗布方法であって、
前記塗布ヘッドが塗布対象物と相対移動し、塗布対象物に塗布材を供給して、該塗布ヘッドの有効幅以上の領域を塗布する工程において、
塗布ヘッドによる1回の塗布の塗布領域にある画素の一部を間引いた間欠塗布とし、少なくとも1往復以上の塗布ヘッドの走査により間欠塗布部分及び残りの塗布領域を補完し、
前記塗布対象物の必要塗布領域全体に塗布材を均一に塗布する構成とした。
また、前記間欠塗布する領域の幅が、少なくとも塗布ヘッドの全吐出ノズルの両端に位置する相対吐出量の低い吐出ノズルの塗布領域の幅、及び/或いは少なくとも3画素以上である構成とした。
For this reason, in the present invention,
A coating apparatus and a coating method for spraying and coating a coating material as a small amount of droplets by a discharge nozzle on a coating target with a coating head having a plurality of discharge nozzles,
In the process in which the coating head moves relative to the coating object, supplies a coating material to the coating object, and coats a region of an effective width or more of the coating head.
Intermittent application in which a part of the pixels in the application area of one application by the application head is thinned out, and complementing the intermittent application part and the remaining application area by scanning the application head at least once or more,
It was set as the structure which apply | coats a coating material uniformly to the whole required application | coating area | region of the said application | coating target object.
The width of the intermittent application region is at least the width of the application region of the discharge nozzle with a low relative discharge amount located at both ends of all the discharge nozzles of the application head and / or at least 3 pixels or more.
本発明によれば、「塗布ヘッド」であるインクジェットヘッドの各「吐出ノズル」であるインクジェットノズルから1回に吐出する塗布材である着色材料の一塗布領域(画素)当たりの総量が均一化し、複数のインクジェットヘッドを搭載して縦横にインクジェットヘッド、或いは塗布対象物を移動させ塗布材である着色材料を塗布することにより、大きな面積を全体にわたり塗布量のバラツキが少なく塗布することが可能で、さらにインクジェットヘッドの直線的な移動による連続した領域に起こりやすいスジ状の塗布ムラを防止し、加えて表面に発生する僅かな‘うねり’が残ってもそれが直線的に連続したものにすることなく、無透過光時等に外光反射の強弱が部分的に発生することのないカラーフィルタを実現できる。 According to the present invention, the total amount per application area (pixel) of the coloring material that is the coating material that is discharged at once from the inkjet nozzle that is each “discharge nozzle” of the inkjet head that is the “application head” is uniformized, By mounting a plurality of inkjet heads and moving the inkjet head in the vertical and horizontal directions or applying a coloring material that is an application material, it is possible to apply a large area with less variation in the application amount, Furthermore, streaky coating unevenness that tends to occur in continuous areas due to linear movement of the inkjet head is prevented, and in addition, even if slight 'waviness' that occurs on the surface remains, it should be linearly continuous. Therefore, it is possible to realize a color filter in which the intensity of external light reflection does not partially occur during non-transparent light.
以下、添付図面を参照して、本発明の塗布装置の実施の形態を、カラーフィルタ製造装置を例にとって詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a coating apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, taking a color filter manufacturing apparatus as an example.
図1はカラーフィルタ製造のための塗布装置の一実施形態を示す斜視図である。この例のカラーフィルタ製造装置は、機台1上に吸着テーブル3、塗布ガントリー4、カメラガントリー6などを支承している。
「保持ステージ」である吸着テーブル3は、ガラス基板2を吸着保持するものであり、このガラス基板2の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Y方向に駆動される。
塗布ガントリー4は、図示しない駆動機構、ガイド機構によって機台1上をX方向に移動し、インクジェットヘッドバー5をX方向に制御・駆動させて、「塗布対象物」であるガラス基板2に「塗布材」である着色材料をインクジェットヘッドバー5のインクジェットヘッド51に形成されたインクジェットノズル52から「塗布対象物」であるガラス基板2の塗布領域に吐出・塗布する。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a coating apparatus for producing a color filter. The color filter manufacturing apparatus of this example supports a suction table 3, a coating gantry 4, a camera gantry 6 and the like on a
The suction table 3 that is a “holding stage” holds the
The application gantry 4 is moved in the X direction on the
インクジェットヘッドバー5はまた、塗布ガントリー上で、図示しない駆動機構、ガイド機構によってZ方向、Y方向に保持・駆動され、ガラス基板2に対するインクジェットノズル52からの着色材料の吐出・塗布に最適な位置に制御移動される。
The
カメラガントリー6は、塗布ガントリーと同じように図示しない駆動機構、ガイド機構によって機台1上をX方向に往復移動される。
カメラガントリー6にはアラインメントカメラ7、8が機台1上の測定基準位置に調整した上でカメラガントリー6に装着・固定されており、アラインメントカメラ7、8によってガラス基板2上に付されたアライメントマーク(図示せず)を読み取り、基準点からのズレを計測して機台1上のガラス基板2の傾きを計算し、計算結果に基づいて吸着テーブル3を回転させ、および/またはY方向に移動させることにより、ガラス基板2のアラインメントを達成することができるする。
Similarly to the coating gantry, the camera gantry 6 is reciprocated in the X direction on the
The camera gantry 6 has alignment cameras 7 and 8 that are adjusted to the measurement reference position on the
また、カメラガントリー6には、ガラス基板2に着弾した着色材料を検出・計測するスキャンカメラ9を装着・保持することがより好ましく、このスキャンカメラ9は、カメラガントリー6上を、図示しない駆動機構、ガイド機構によってY方向、Z方向に往復移動される。
The camera gantry 6 is more preferably mounted and held with a scan camera 9 that detects and measures the colored material that has landed on the
ここで、X、Yは、吸着テーブル3により吸着保持されたガラス基板2の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Zは、X、Yにより規定された平面と直交する方向を表している。
Here, X and Y represent directions orthogonal to each other set to define a plane parallel to the upper surface of the
なお、スキャンカメラ9に代えて二次元CCDカメラを採用することによれば、ガラス基板に着弾した液滴を、ガラス基板表面におけるその直径から面積を演算し、徐々に高さを一定のステップで上げて、それぞれの面積を演算することにより、液滴の体積を算出することが可能であり、その着色材料を吐出したインクジェットノズルごとにインクジェットノズル52からの着色材料の吐出量を精度高く計測・演算することができる。
By adopting a two-dimensional CCD camera in place of the scan camera 9, the area of the droplets that have landed on the glass substrate is calculated from its diameter on the glass substrate surface, and the height is gradually increased in a constant step. It is possible to calculate the volume of the droplets by calculating each area and measuring the discharge amount of the coloring material from the
図2は、インクジェットヘッドバー5の構成を示す一例の概略図である。
この例ではインクジェットヘッド51を5つ並列に配置した5段で一つの列を構成し、段を構成するインクジェットヘッドを3段と2段と2分割して、それらを千鳥状に6列配備した合計30ヘッドの例を示している。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the
In this example, one row is constituted by five stages in which five ink jet heads 51 are arranged in parallel, and the ink jet head constituting the stage is divided into two stages, three stages and two stages, and six rows are arranged in a staggered manner. An example of a total of 30 heads is shown.
図2に示すインクジェットヘッドバー5は、赤(R)、緑(G)、青(B)の着色材料のいずれかを塗布するためのものであり、特には図示していないが、他の着色材料を塗布するためのインクジェットヘッドバーも設けられている。
The ink
図3は、インクジェットヘッド51に設けられたインクジェットノズル52の、インクジェットバー5の移動方向に直角の向きの配列ピッチを示している。
列をなす2段と3段の5つのインクジェットヘッド51によって、インクジェットノズル52に必要な配列密度を実現する為に、インクジェットヘッド51の移動方向に直角にそれぞれのインクジェットノズル52が配列ピッチPでもって形成されている。
さらに隣接する列を構成する5つのインクジェットヘッド51の端のインクジェットノズル52が配列ピッチPになるように、配置され、インクジェットバー5の1回の移動で塗布すべき幅に応じてインクジェットヘッド51を連続して配置する。
FIG. 3 shows an arrangement pitch of the
In order to realize the necessary arrangement density of the
Furthermore, the
図4は、インクジェットノズル52を選択するためにインクジェットヘッドバー5、インクジェットヘッド51を制御するための構成の一例を示す概略ブロック図である。
ここでの構成は、計測手段であるスキャンカメラ9及びスキャンカメラ9による撮像データ(例えば、全てのインクジェットノズル52から着色材料を試験領域に吐出・塗布させた状態に対応する撮像データ)を入力として各インクジェットノズル52から吐出した着色材料の着弾痕のX,Y座標、及び着色材料の直径、面積、または体積を算出する画像処理装置11と、
算出された直径、面積、または体積などの必要なデータや、後述する吐出データテーブルを記憶・保持する保持手段であるメモリ12と、
メモリ12に保持されている直径、面積、または体積などのデータや、吐出データテーブル内のデータを考慮して動作させるべきインクジェットノズル52を選択するために、外部の周辺装置とのデータや制御信号などを授受する入出力のインターフェースなどを受け持つ周辺回路や演算回路などを含むインクジェットヘッドバー5を駆動・停止させる制御手段である制御装置13とを有している。
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating an example of a configuration for controlling the
In this configuration, the scan camera 9 which is a measuring unit and the image data by the scan camera 9 (for example, image data corresponding to the state in which the coloring material is discharged and applied from all the
A memory 12 which is a holding means for storing and holding necessary data such as a calculated diameter, area, or volume, and a discharge data table described later;
In order to select the
次に、本発明の塗布装置により塗布領域を全面にわたり均一に塗布する仕組みを実施例をもとに説明する。 Next, a mechanism for uniformly coating the coating area over the entire surface by the coating apparatus of the present invention will be described based on examples.
本発明の実施例として、代表的な37インチサイズの高精細テレビ受像機に対応できる幅180μm、長さ530μmの大きさの画素に着色材料を適量、塗布充填することで説明する。 As an embodiment of the present invention, a description will be given by applying and filling an appropriate amount of a coloring material into a pixel having a width of 180 μm and a length of 530 μm that can be used for a typical high-definition television receiver of 37 inch size.
この場合、微小な液滴で、100万を越える上記した大きさの画素に3色それぞれの着色材料を塗布することから、インクジェットノズル52の密度にもそれに対応した密度が必要であり、この場合にはインクジェットインクジェットノズル52の配列密度を1800dpiとして、1つのインクジェットノズル52からの着色材料1発(滴)の吐出量を30pl(ピコ・リットル)として50発、合計1500plの着色材料を、ガラス基板2等にマトリクス状の遮光部を形成したガラス基板2のそのマス目=画素の中に吐出・塗布してカラーフィルタを製造することとしている。
In this case, since the coloring materials of each of the three colors are applied to the pixels having the above-mentioned size with minute droplets, the density of the
1800dpiのインクジェットノズル52の配列ピッチPは、14.11μmとなるが、この14.11μmという狭ピッチの値は、現状の基本的なインクジェット方式によるインクジェットノズル52を構成する部材寸法・機構上等の制約から1つのインクジェットヘッド51で実現することが困難である。そこでこの狭ピッチを、5つのインクジェットヘッド51で実現する、つまり1つのインクジェットヘッド51に形成されるインクジェットノズル52の配列間隔は360dpiで70.56μmでインクジェットノズル52を形成したインクジェットヘッド51を準備し、そのインクジェットヘッド51をピッチ14.11μmづつずらした構成で実現している。
The arrangement pitch P of the 1800
インクジェットノズル52が吐出・塗布する着色材料は、それが基板上に形成されたマトリクス状の遮光部に乗り上げて隣接する画素間の着色材料が混じり、或いは乗り越えて隣接する画素に混色を起こしたりすることを避ける必要がある。そのために、インクジェットノズル52の事前の吐出液滴の計測で、基板への飛翔中の液滴の直径が平均すると40μmであることから、長さ530μmの両端の縁からインクジェットノズル52から基板に塗布された着色材料の飛翔中の液滴の半径である20μmの位置より外側の区域を吐出禁止領域とし、長手方向で490μm、短手方向で140μmの範囲にインクジェットノズル52からの着色材料の液滴を飛翔・着弾させる。
The coloring material ejected and applied by the
短手方向の着弾位置の精度は、塗布ガントリーの速度を生産性の許容する範囲で速度を設定することで可能だが、長手方向の着段位置の制約は画素の上空を通過するインクジェットノズル52のうち、着弾すべき範囲にあるインクジェットノズル52だけに吐出・塗布制御する必要がある。
したがって、インクジェットノズル52から吐出塗布すべき範囲は490μmの間で位置するインクジェットノズル52から選択する吐出・塗布制御により、基板に形成されたそれぞれの画素への着色材料の吐出・塗布を行う。
The accuracy of the landing position in the short direction is possible by setting the speed of the coating gantry within a range that allows the productivity, but the restriction of the landing position in the longitudinal direction is limited by the
Accordingly, the range to be ejected and applied from the
1800dpiのインクジェットノズル52の配列ピッチ14.11μmから、この画素1つの長さ490μmに着色材料を吐出・塗布可能なインクジェットノズル52の数は34個となる。
図2のようにこの配列ピッチを列をなす1番目の配列から5番目の配列の5つのインクジェットヘッド51で実現するので、吐出・塗布可能なインクジェットノズル52の数は、端となるインクジェットヘッド51から6個のインクジェットノズル、残る4つのインクジェットヘッド51から7個のインクジェットノズル52で吐出・塗布が可能となる。
From the array pitch of 14.11 μm of the 1800
As shown in FIG. 2, the arrangement pitch is realized by five inkjet heads 51 in the first to fifth arrangements in a row, and therefore the number of
つまり、5つのインクジェットヘッド51の列で、1つは6個のインクジェットノズル52が、対応する画素に吐出・塗布すべきものとなり、その他のインクジェットヘッド51は7個のインクジェットノズル52が吐出・塗布すべきものとして、それぞれ対象となる34個のインクジェットノズル52が制御手段により吐出・非吐出が制御されることとなる。
That is, in the row of five inkjet heads 51, one of the six
この対象となる34個のインクジェットノズル52の画素への吐出・塗布による吐出量がより安定する方法として、本発明者は、1つおきのインクジェットノズル52を吐出・非吐出を制御して吐出動作を指令し、吐出指令のあったインクジェットノズル52から画素に着色材料を吐出する方法が効果が‘大’であること確認している。そのため、前述の34個のインクジェットノズル52から、一つのインクジェットヘッド51内の隣接するインクジェットノズル52が同時に吐出しないような制御とすることで、それぞれの画素にインクジェットノズル52で安定した量の着色材料を吐出・塗布して充填することが出来る。
As a method for stabilizing the discharge amount by the discharge / application to the pixels of the 34
1つおきに吐出制御すれば、インクジェットノズル52からの吐出量が少なくなるが、それぞれの吐出量が一定して等量となり、画素への着色材料の塗布量が安定して塗布量の許容値3%以内の塗布が可能となる。
この場合1つおきのインクジェットノズル52を動作させることができるのは、前述のように、5つのインクジェットヘッド51の列で、1つは6個のインクジェットノズル52が、対応する画素に吐出・塗布すべきものとなり、その他のインクジェットヘッド51は7個のインクジェットノズル52となるので、6個のインクジェットノズル51が対象となるインクジェットヘッド51からは3個,7個のインクジェットノズル52が対象となるインクジェットヘッド51からは4個或いは3個を使用する以下の組合わせが選択できる。
1)3+4+3+4+3 の合計17個
2)3+3+4+3+4 の合計17個
この17個のインクジェットノズル52を使い1500plの着色材料を1つの画素に吐出・塗布するには、それぞれのインクジェットノズル52から3発の着色材料を吐出をすることで合計51発の着色材料の吐出が可能となり、1つの画素の塗布に必要な50発の着色材料の吐出・塗布を確保できる。
つまり、余りの1発の着色材料の吐出は平常時には非吐出とし、各インクジェットノズル52の吐出量が僅かに低下した場合に、この余裕分のインクジェットノズル52から吐出を行うことで適正な吐出・塗布量を確保できる。
If every other discharge control is performed, the discharge amount from the
In this case, every
1) Total 17 of 3 + 4 + 3 + 4 + 3 2) Total of 17 of 3 + 3 + 4 + 3 + 4 In order to discharge and apply 1500 pl of coloring material to one pixel using these 17
That is, when the discharge of the remaining one coloring material is not discharged in normal times and the discharge amount of each
個々のインクジェットノズル52からの着色材料の吐出量である30plは、事前に行うそれぞれの装備するインクジェットヘッド51の試射による計測で、或いは後述するテストパターン検査により計測されて塗布開始前に最新の状態でのテストパターン塗布における着弾痕の直径や体積など正確な1回の吐出量が確認・調節され、そのデータが吐出データテーブルとしてメモリーに格納され、その格納した数値等を用いてインクジェットノズル52の選択と吐出・非吐出の制御を行い、カラーフィルターとしての色度の許容値が有効画面領域全体において1000分の3、この色度の許容値を実現する着色材料の塗布量バラツキの許容値が3%以下という色度の仕様を満足させる。
30 pl which is the discharge amount of the coloring material from the
こうして、1つの画素に1500plの着色材料を安定して吐出・塗布して、1画素あたりの着色材料の総吐出量の平準化をし透過光量の差、色ムラとしては十分に許容できるカラーフィルタであっても、なお着色材料の着弾の時差による乾燥時間の違いで、乾燥後の画素表面に微妙な‘うねり’が発生することが確認された。
これによる不具合としては、明度が低い状態でカラーフィルタの表面の外光反射光を観察すると、この‘うねり’の部分で光の反射に変化が出て、その‘うねり’が連続するとスジ状に反射の強い、或いは弱い部分が起きることである。
In this way, 1500 pl coloring material is stably ejected and applied to one pixel, the total ejection amount of the coloring material per pixel is leveled, and a color filter that can sufficiently tolerate the difference in transmitted light amount and color unevenness Even so, it was confirmed that subtle “swells” occurred on the pixel surface after drying due to the difference in drying time due to the time difference of the landing of the coloring material.
As a malfunction due to this, when the external light reflected light on the surface of the color filter is observed in a state where the brightness is low, the reflection of the light changes at this 'swell' portion, and if this 'swell' continues, it becomes a streak shape The part where reflection is strong or weak occurs.
そのため、本発明ではさらに、このインクジェットバー5,インクジェットヘッド51、インクジェットノズル52に対し制御装置からの吐出・非吐出の指示を図5のように、1つのインクジェットヘッドバー5の幅の両端、その吐出領域の端部から非吐出とする画素の数を一部間引いた間欠塗布とし、少なくとも1往復以上のインクジェットヘッドバー5の往復走査によって、その非吐出の部分を補完して塗布完了させる。
Therefore, in the present invention, the discharge / non-discharge instructions from the control device to the
この場合の、間欠部分の領域に含まれる画素の数は、少なくとも塗布ヘッドの全吐出ノズルの両端に位置する隣接同時吐出において相対吐出量の低い吐出ノズルの塗布領域の幅にある画素数、及び/或いは少なくとも3画素以上であることが好ましい。 In this case, the number of pixels included in the region of the intermittent portion is at least the number of pixels in the width of the application region of the discharge nozzle having a low relative discharge amount in adjacent simultaneous discharge located at both ends of all the discharge nozzles of the application head, and / Or preferably at least 3 pixels or more.
この1800dpiの配列密度を5つのインクジェットヘッド51を組として列をなす構成のインクジェットヘッド51を複数組準備して、隣接位置となるインクジェットノズル52を図2のように配列ピッチPを確保してインクジェットヘッドバー5に装着・配備することにより、一度に塗布する領域に必要な塗布幅のインクジェットバー5を構成することが可能で、大きな塗布面積を塗布する要求に対しても、必要な工程時間等との兼ね合いで、使用するインクジェットヘッドバー5の設計を行うことが可能となる。
A plurality of ink-jet heads 51 having a configuration in which an array density of 1800 dpi is arranged as a group of five ink-jet heads 51 are prepared, and ink-
ここで示したインクジェットノズル52は塗布すべき着色材料の中の一つを表わしており、カラーフィルタとしてはRGB各色の分を準備する必要がある。
この場合、RGB各着色材料の隣り合う画素において間引く数も、それぞれが違う設定とすることが好ましい。
それによって、画素への着色材料の総吐出量を所定の量に平準化し、かつ画素に吐出され着色材料が乾燥した後にその表面に僅かな‘うねり’発生しても、可視範囲内の角度からの外光反射の確認でそこが明暗のスジとならないようにすることができる。
The
In this case, it is preferable that the numbers to be thinned out in adjacent pixels of the RGB color materials are set differently.
As a result, the total discharge amount of the coloring material to the pixel is leveled to a predetermined amount, and even if a slight swell occurs on the surface after the coloring material is discharged to the pixel and dried, the angle is within the visible range. By confirming the reflection of outside light, it can be prevented that there is a light and dark streak.
前述のように、この計測手段及び保持手段であるメモリー12を装備することにより、インクジェットヘッドバー5に搭載されるインクジェットヘッド51に形成されたインクジェットノズル52による塗布動作を行う毎にメモリー12に保持されている各インクジェットノズルの吐出・塗布による着弾痕の直径、面積、または体積を更新するので、インクジェットヘッドバー5による次の塗布動作を行うに当って、最新の各インクジェットノズル52の塗布量のデータにより、インクジェットヘッドバー5を制御し、塗布領域にある画素の位置座標に合わせ、吐出動作させるべきインクジェットノズル52を選択し、「吐出」の制御指令を出して着色材料の最適な塗布量を維持することができる。
As described above, by providing the memory 12 as the measuring means and the holding means, the memory 12 holds each time the application operation by the
なお、制御装置13は、それぞれのインクジェットノズル52から着色材料を吐出した着弾痕を計測した体積などのデータや、吐出データテーブル内のデータ等のメモリー12に保持されたそれぞれのインクジェットノズル52からの吐出量のデータによって、それぞれの画素領域23に着弾させるべき着色材料の供給量を一定にするよう吐出すべきインクジェットノズル52の選択と着色材料の液滴の吐出数などにより着色材料の供給量を塗布領域全体で平均化すべく、対応するインクジェットヘッド51及びインクジェットヘッドバー5を制御することが好ましく、結果としてカラーフィルターとしての色度の要求に対し高次な精度で満たすことができる。
Note that the
或いは、それぞれのインクジェットノズル52から着色材料を吐出した着弾痕を計測して得た体積などのデータや、吐出データテーブル内のデータ等のメモリー12に保持されたそれぞれのインクジェットノズル52からの吐出量のデータによって、それぞれの画素領域23に着弾させるべき着色材料の供給量の最適化を狙いとして、吐出すべき対応インクジェットノズル52の選択とそのインクジェットノズル52からの液滴の吐出量の制御を行うことなどにより着色材料の供給量を許容誤差範囲内にすべく、対応するインクジェットヘッド51及びインクジェットヘッドバー5を制御して塗布領域全体の塗布量を許容範囲にすることが好ましく、結果としてカラーフィルターとしての色度の要求をさらに高次な精度で満たすことができる。
Alternatively, the discharge amount from each
供給量をインクジェットノズルの選択と吐出数の制御により塗布領域全域で平均化する場合には、画素領域23に対する着色材料の塗布品質を著しく高めることができ、インクジェットノズル52の個々の吐出量の制御を行う後者の場合には、画素領域23に対する1回の吐出量が増減変化したインクジェットノズル52でも塗布動作に供することができるようになり、着色材料の塗布品質の維持と使用可能なインクジェットノズル52の数の増加とを両立させることができる。
When the supply amount is averaged over the entire application region by selecting the ink jet nozzle and controlling the number of discharges, the coating quality of the coloring material for the pixel region 23 can be remarkably improved, and the individual discharge amount of the
次いで、上記の構成のカラーフィルタ製造装置の作用を説明する。
図6は着色材料塗布及びテストパターン検査の処理を説明するタイミングチャートの一例である。この例では塗布ガントリー5の2回の往復移動で、塗布対象物に着色材料の塗布を行い、また1回目と2回目の往復移動の間に、テストパターン検査工程を入れたもとのして塗布工程を終えるようにしている。
Next, the operation of the color filter manufacturing apparatus having the above configuration will be described.
FIG. 6 is an example of a timing chart for explaining the processing of the coloring material application and the test pattern inspection. In this example, the coloring material is applied to the object to be applied by two reciprocating movements of the
図7はガラス基板2上に6個のカラーフィルタCFが形成されたサンプルを示しており、しかも、カラーフィルタCFよりも外方の余剰領域に各着色材料毎のテストパターンTPを形成するようにしている。
FIG. 7 shows a sample in which six color filters CF are formed on the
図8はテストパターンTP形成部を拡大して示す図であり、カメラガントリー6に搭載されたスキャンカメラ9等により検査されるものとして、3色分のインクジェットノズル52によって形成されたテストパターンTPを示している。このテストパターンTPはガラス基板2上に各インクジェットノズル52から吐出された着色材料がガラス基板2に着弾した形状そのものであり、スキャンカメラ9、或いは2次元CCDカメラによる撮像を画像処理する。
FIG. 8 is an enlarged view of the test pattern TP forming portion, and the test pattern TP formed by the
図8に示したように、着色材料同士は互いに離れているとともに千鳥状に着弾させている。こうすることで、着色材料同士の間隔が大きく、計測時の画像処理にゆとりがあり、検査精度を高めて、カメラガントリー6に装着されたスキャンカメラ9、或いは2次元CCDカメラによりテストパターンTPを検査することができ、インク着弾痕のX,Y座標と共に、インク着弾痕の直径、面積、或いはZ方向に計測高さを変化させ面積を連続計算することにより体積も計測・演算することができる。そしてインク着弾痕の形状の不正や、未着弾などの吐出不良が検出された場合には、後述するように、直ちに必要な対処(カラーフィルタの製造中断、インクジェットヘッド51の交換など)を行うことができ、不良品が製造されることを最小限にすることができる。
As shown in FIG. 8, the coloring materials are separated from each other and landed in a staggered manner. By doing so, the interval between the coloring materials is large, the image processing at the time of measurement is free, the inspection accuracy is improved, and the test pattern TP is generated by the scan camera 9 or the two-dimensional CCD camera mounted on the camera gantry 6. The volume can also be measured and calculated by changing the measurement height in the diameter, area, or Z direction of the ink landing mark along with the X and Y coordinates of the ink landing mark and continuously calculating the area. . Then, when an improper ink landing mark shape or ejection failure such as non-landing is detected, necessary countermeasures (color filter production interruption,
図9はテストパターン検査処理の一例を説明するフローチャートである。なお、図8のタイミングチャートには、図9のフローチャートに基づく処理は示されていない。 FIG. 9 is a flowchart for explaining an example of the test pattern inspection process. Note that the timing chart of FIG. 8 does not show processing based on the flowchart of FIG.
図9により、テストパターン検査処理を説明する。
ステップSP1において、図示しない搬入ロボットなどによる吸着テーブル3へのテスト用ガラス基板の搬入が行われた後に、ステップSP2において、図示しない外形規制手段によって、テスト用ガラス基板の概略の位置決めを達成する。そして、ステップSP3において、吸着テーブル3によりテスト用ガラス基板を吸着し、その後、ステップSP4において、カメラガントリー6を往動させ、ステップSP5において、テスト用ガラス基板のアラインメントマークを検出し、Y方向の位置決め、θ(Z軸回りの回点)方向のアラインメントを達成し、ステップSP6において、カメラガントリー6を復動させる。
The test pattern inspection process will be described with reference to FIG.
In step SP1, after the test glass substrate is carried into the suction table 3 by a carry-in robot (not shown) or the like, in step SP2, rough positioning of the test glass substrate is achieved by external shape regulating means (not shown). In step SP3, the test glass substrate is sucked by the suction table 3. Thereafter, in step SP4, the camera gantry 6 is moved forward. In step SP5, the alignment mark of the test glass substrate is detected, and the Y direction is detected. Positioning and alignment in the direction of θ (rotation around the Z axis) are achieved, and in step SP6, the camera gantry 6 is moved backward.
次いで、ステップSP7において、塗布ガントリー4を往動/復動させるとともに、塗布ガントリー4のX座標値を出力し、ステップSP8において、X座標値に基づいて塗布ガントリー4がテストパターン塗布位置に達したか否かを判定し、テストパターン塗布位置に達していない場合には、再びステップSP7の処理を行う。 Next, in step SP7, the coating gantry 4 is moved forward / backward, and the X coordinate value of the coating gantry 4 is output. In step SP8, the coating gantry 4 reaches the test pattern coating position based on the X coordinate value. If the test pattern application position has not been reached, the process of step SP7 is performed again.
ステップSP8において塗布ガントリー4がテストパターン塗布位置に達したと判定された場合には、ステップSP9において、塗布ガントリー4の移動を停止させ、インクジェットヘッドバー5の全てのインクジェットノズル52から着色材料の液滴を吐出し、ステップSP10において、塗布ガントリー4を復動させ、待機位置で停止させる。
If it is determined in step SP8 that the application gantry 4 has reached the test pattern application position, the movement of the application gantry 4 is stopped in step SP9, and the liquid of the coloring material is discharged from all the
次いで、テストパターン(TP)の撮像及び検査を行うフローに入り、ここではステップSP11において、カメラガントリー6を往動させ、ステップSP12において、カメラガントリー6がテストパターン検査位置に達したか否かを判定する。
そして、テストパターン検査位置に達していない場合には、再びステップSP11の処理を行う。
Next, a flow for imaging and inspecting the test pattern (TP) is entered. Here, in step SP11, the camera gantry 6 is moved forward, and in step SP12, it is determined whether or not the camera gantry 6 has reached the test pattern inspection position. judge.
If the test pattern inspection position has not been reached, step SP11 is performed again.
そして、ステップSP12においてカメラガントリー6がテストパターン検査位置に達したと判定された場合には、ステップSP13において、カメラガントリー6を停止させ、ステップSP14において、スキャンカメラ9をY方向に移動させてテストパターンを検出しながらテストパターンを終端まで撮像し、その後、スキャンカメラ9をY方向に待機位置まで戻す。 If it is determined in step SP12 that the camera gantry 6 has reached the test pattern inspection position, the camera gantry 6 is stopped in step SP13, and the scan camera 9 is moved in the Y direction in step SP14 to perform the test. The test pattern is imaged to the end while detecting the pattern, and then the scan camera 9 is returned to the standby position in the Y direction.
ステップSP14の処理後、ステップSP15において、カメラガントリー6を復動させて待機位置で停止させ「テストパターン(TP)撮像フロー」を終えて、ステップSP16において、テスト用ガラス基板の吸着を解除して、排出し、一連の処理を終了する。 After the processing of step SP14, in step SP15, the camera gantry 6 is moved back and stopped at the standby position to finish the “test pattern (TP) imaging flow”, and in step SP16, the suction of the test glass substrate is released. , Discharge and finish the series of processing.
また、ステップSP15、ステップSP16の処理と並行して、ステップSP17において、スキャンカメラ9による検出信号を画像処理し、X,Y座標と、着色材料の着弾痕の直径、面積そして/又は体積を計測・演算し、ステップSP18において、テストパターンの着色材料着弾痕から検出した座標位置情報等を入力し、ステップSP19において、テスト用ガラス基板上の全画素の位置情報(座標値)を入力し、ステップSP20において、その他のパラメータを入力し、ステップSP21において、全画素に対応して吐出すべきインクジェットノズルの選択と吐出量(吐出数)等を基本データとする吐出データテーブルの演算/作成を行い、ステップSP22において、演算結果を吐出データテーブルに記憶し、画像処理及び計測・演算といった一連の処理を終了する。 In parallel with the processing in step SP15 and step SP16, in step SP17, the detection signal from the scan camera 9 is image-processed, and the X, Y coordinates and the diameter, area and / or volume of the landing mark of the coloring material are measured. In step SP18, the coordinate position information detected from the colored material landing mark of the test pattern is input, and in step SP19, the position information (coordinate values) of all the pixels on the test glass substrate is input. In SP20, other parameters are input. In step SP21, the selection of inkjet nozzles to be ejected corresponding to all pixels and the calculation / creation of the ejection data table with the ejection amount (number of ejections) as basic data are performed. In step SP22, the calculation result is stored in the ejection data table, and image processing and measurement are performed. And it ends the series of processing such as calculation.
次いで、図10に示すカラーフィルタ製造フローチャートにより、カラーフィルタ製造処理の実施例を説明する。
装置の効率的な稼動を実現するためには、塗布ガントリー4の所定の開始位置から「一筆書き」で塗布動作を完了するよう必要塗布領域に対し、塗布ガントリー4を少なくとも1回以上の往復動作で済むように有効インクジェットヘッドノズルの幅を設定することが望ましい。
Next, an example of the color filter manufacturing process will be described with reference to the color filter manufacturing flowchart shown in FIG.
In order to realize efficient operation of the apparatus, the application gantry 4 is moved back and forth at least once with respect to the required application region so that the application operation is completed by “one stroke writing” from a predetermined start position of the application gantry 4. It is desirable to set the width of the effective inkjet head nozzle so that it is sufficient.
図10中のステップSP1において、図示しない搬入ロボットなどによる吸着テーブル3へのガラス基板2の搬入が行われた後に、ステップSP2において、図示しない外形規制手段によって、ガラス基板2の概略の位置決めを達成する。そして、ステップSP3において、吸着テーブル3によりガラス基板2を吸着し、その後、ステップSP4において、カメラガントリー6を往動させ、ステップSP5において、ガラス基板2のアラインメントマークを検出し、Y方向、θ(シータ)方向の位置決めを行うことによって、ガラス基板2のアラインメントを達成し、ステップSP6において、カメラガントリー6を復動させる。
In step SP1 in FIG. 10, after the
そして、ステップSP7において、往路塗布か、復路塗布かを判定する。 In step SP7, it is determined whether the application is the forward pass application or the return pass application.
ステップSP7において往路塗布であると判定された場合には、ステップSP8において、塗布ガントリー4を往動させるとともに、塗布ガントリー4のX座標値を出力し、逆に、ステップSP7において復路塗布であると判定された場合には、ステップSP9において、塗布ガントリー4を復動させ、X座標値を出力させる。 If it is determined in step SP7 that the forward application is performed, in step SP8, the application gantry 4 is moved forward, and the X coordinate value of the application gantry 4 is output. If determined, in step SP9, the application gantry 4 is moved backward to output the X coordinate value.
そして、ステップSP8の処理、またはステップSP9の処理が行われた場合には、ステップSP10において、塗布が塗布領域終端まで行われたか否かを判定する。 When the process at step SP8 or the process at step SP9 is performed, it is determined at step SP10 whether or not the application has been performed up to the end of the application region.
ステップSP10において塗布が塗布領域終端までは行われていないと判定された場合には、ステップSP11において、塗布ガントリー4のX座標出力信号と吐出データテーブルとを比較し、ステップSP12において、X座標と吐出データとが一致しているか否かを判定し、X座標と吐出データとが一致していれば、ステップSP13において、インクジェットノズル52により着色材料の液滴を吐出し、一致していなければ、ステップSP7に戻る。
If it is determined in step SP10 that the application has not been performed until the end of the application region, in step SP11, the X coordinate output signal of the application gantry 4 and the discharge data table are compared, and in step SP12, the X coordinate is It is determined whether or not the discharge data matches. If the X coordinate and the discharge data match, in step SP13, a droplet of the coloring material is discharged by the
このステップSP13の着色材料の液滴の吐出動作について説明する。
図5Aのようにインクジェットヘッドバー5の1走査(往路)の塗布で、両端のインクジェットノズルが通過した塗布領域に塗布量が少ない部分がスジ状に現れてしまい易い塗布領域の端部から数画素の範囲を非吐出として未塗布の画素を残した間欠塗布とし、図5Bのように復路の1走査ではその領域を重複してインクジェットヘッドバー5をY方向にシフトさせて移動してその部分を補完する吐出を含む残りの区域に着色材料を塗布する制御を行う。
The color material droplet discharge operation in step SP13 will be described.
As shown in FIG. 5A, a few pixels from the end of the application region where a small amount of application tends to appear in the application region where the inkjet nozzles at both ends have passed through the application of one scan (outward path) of the
インクジェットノズル52の個々の着色材料の吐出量の僅かなバラツキについては、制御装置13によって、それぞれのインクジェットノズル52から着色材料を吐出した着弾痕を計測した体積などのデータや、吐出データテーブル内のデータ等のメモリー12に保持されたそれぞれのインクジェットノズル52からの吐出量のデータによって、それぞれの画素領域23に着弾させるべき着色材料の供給量を一定にするよう吐出すべきインクジェットノズル52の組合せの選択により着色材料の供給量を塗布領域全体で平均化すべく、対応するインクジェットヘッド51及びインクジェットヘッドバー5を制御して、カラーフィルターとしての吐出量の許容量の要求を満たすように吐出動作の制御を行う。
For slight variations in the discharge amount of the individual coloring materials from the
或いは、制御装置13によって、それぞれのインクジェットノズル52から着色材料を吐出した着弾痕を計測して得た体積などのデータや、吐出データテーブル内のデータ等のメモリー12に保持されたそれぞれのインクジェットノズル52からの吐出量のデータによって、それぞれの画素領域23に着弾させるべき着色材料の供給量の最適化を狙いとして、吐出すべき対応インクジェットノズル52の組合せの選択とそのインクジェットノズル52からの着色材料の吐出量の増減の調節や、液滴の数の吐出指令などにより着色材料の供給量を許容誤差範囲内にすべく、対応するインクジェットヘッド51及びインクジェットヘッドバー5を制御して塗布領域全体の塗布量を許容範囲にすることが好ましく、結果としてカラーフィルターとしての色度の要求を満たすように着色材料の液滴の吐出動作の制御を行なう。
Alternatively, each inkjet nozzle held in the memory 12 such as data such as a volume obtained by measuring the landing mark from which the coloring material is ejected from each
続いて、ステップSP10において、X座標値に基づいて塗布が終端まで行われたか否かを判定する。 Subsequently, in step SP10, it is determined whether application has been performed to the end based on the X coordinate value.
そして、ステップSP12においてX座標と吐出データとが一致していないと判定された場合、またはステップSP13の処理が行われた場合には、再びステップSP7に戻り往路復路の判定を行う。 If it is determined in step SP12 that the X coordinate does not match the ejection data, or if the process in step SP13 is performed, the process returns to step SP7 to determine the return path.
ステップSP10において塗布が終端まで行われたと判定された場合には、ステップSP14において、往路1回目の塗布か否かを判定し、往路1回目の塗布であった場合には、ステップSP15において、塗布ガントリー4をテストパターン塗布位置に移動させ、ステップSP16において、インクジェットヘッドバー5によりテストパターンを形成する。具体的には、インクジェットヘッドバー5をX方向に移動させるとともに、インクジェットヘッド51の列毎にすべてのインクジェットノズル52から吐出動作を行い、着色材料を吐出・塗布することによって、千鳥状のテストパターンを形成する。
If it is determined in step SP10 that the application has been performed up to the end, it is determined in step SP14 whether or not the application is the first time in the forward path. If the application is the first time in the forward path, the application is performed in step SP15. The gantry 4 is moved to the test pattern application position, and a test pattern is formed by the
ステップSP14において往路1回目の塗布でないと判定された場合、またはステップSP16の処理が行われた場合には、ステップSP17において、塗布領域全域を塗布するための所定回数の塗布が行われたか否かを判定する。 If it is determined in step SP14 that it is not the first application of the outward path, or if the process of step SP16 is performed, whether or not a predetermined number of times of application for applying the entire application region has been performed in step SP17. Determine.
ステップSP17において塗布回数が所定回数に達していないと判定された場合には、ステップSP18において、塗布ガントリー4を停止させ、インクジェットヘッドバー5をY方向に移動させ、再びステップSP7の判定を行う。
Y方向の移動距離は、インクジェットヘッドバー5の仕様によるインクジェットヘッド51の有効塗布幅で決り、塗布領域全幅を少なくとも1回以上の往復走査で隙間無く塗布を完了させる。
If it is determined in step SP17 that the number of times of application has not reached the predetermined number, in step SP18, the application gantry 4 is stopped, the
The movement distance in the Y direction is determined by the effective application width of the
また、ステップSP17において所定回数の塗布が行われたと判定された場合には、ステップSP19において、塗布処理を終了し、ステップSP20において、前記図11で説明した「TP撮像フロー」で得た、全てのインクジェットノズル52から吐出した着色材料の着弾痕の画像から、インクジェットノズル52の吐出不良の数が、塗布領域で対象となる画素単位の範囲で許容される数を超えているかの判定を行う。
If it is determined in step SP17 that the predetermined number of times of application has been performed, the application process is terminated in step SP19, and in step SP20, all obtained in the “TP imaging flow” described in FIG. From the image of the landing mark of the coloring material discharged from the
判定の結果、許容範囲を超えるインクジェットヘッド51の吐出不良の発生が確認された場合には、クリーニングフローに移り、許容範囲内であれば、ステップSP21において、吸着テーブル3によるガラス基板2の吸着を解除し、図示しない搬出ロボットなどによりガラス基板2を搬出し、そのまま一連の処理を終了する。
As a result of the determination, if the occurrence of ejection failure of the
一方、ステップ7で復路と判定された場合には、ステップSP9の塗布ガントリー4の復路移動と並行して、図9で説明した「TP撮像フロー」を経て、前記のステップSP19の塗布終了の処理に移る。 On the other hand, if it is determined that the return path is determined in step 7, the application end process in step SP19 is performed through the “TP imaging flow” described in FIG. 9 in parallel with the return path movement of the application gantry 4 in step SP9. Move on.
前述の例では、塗布ガントリー4を吸着テーブル3に対してX方向に移動させるようにした実施形態を説明したが、塗布ガントリー4を固定し、吸着テーブル3を移動させるように構成することも可能である。 In the above-described example, the embodiment in which the application gantry 4 is moved in the X direction with respect to the suction table 3 has been described. However, the application gantry 4 may be fixed and the suction table 3 may be moved. It is.
上の実施形態においては、吐出するインクジェットノズル52を選択と吐出数の制御をすることによってカラーフィルタ上の画素に対する総塗布量を必要塗布量に近づけるようにしているだけであって、インクジェットノズル52から吐出される吐出1回当たりの量を変化させることは全く行っていない。
しかし、塗布動作中にインクジェットノズル52の吐出動作を繰り返し行うことで、それぞれのインクジェットノズル52からの吐出量が僅かながら変化してしまい、ガラス基板単位での塗布工程の合間にメンテナンスの回数が増えることを避けられない。
この僅かなインクジェットノズル52からの吐出量の変化に対応してインクジェットノズル52の吐出量を補正することでメンテナンスの頻度を抑えることができれば、生産性が向上することを期待出来る。
そのため塗布装置に、前記インクジェットヘッド51内のインクジェットノズル52から吐出される吐出1回当たりの量を変化させるノズル制御手段(図示せず)と、前記インクジェットヘッド51内の各インクジェットノズル52から吐出される吐出1回当たりの量の合計をインクジェットヘッド51毎に所定量に近づけるようにインクジェットノズル52の制御手段を制御する上位制御手段(図示せず)と、をさらに備えていることが好ましい。
In the above embodiment, the
However, by repeatedly performing the ejection operation of the
If the frequency of maintenance can be suppressed by correcting the discharge amount of the
Therefore, a nozzle control means (not shown) for changing the amount per discharge discharged from the
前記ノズル制御手段は、例えば、インクジェットノズル52に印加する駆動電圧を変化させることによって吐出1回当たりの吐出量を変化させるものである。
For example, the nozzle control means changes the discharge amount per discharge by changing the drive voltage applied to the
前記上位制御手段は、例えば、スキャンカメラ9によって得られた吐出量の不均一性データ等を入力として、インクジェットヘッド51内の各インクジェットノズル52の吐出1回当たりの吐出量の合計(インクジェットヘッド51の吐出1回当たりの吐出量)を目標とする吐出量に近づけるように、各インクジェットノズル52の制御手段に対する動作指令を行うものである。
The upper control means receives, for example, discharge amount non-uniformity data obtained by the scan camera 9 as an input, and the total discharge amount per discharge of each
この場合には、それぞれの画素の着色材料の塗布量をインクジェットヘッド51毎の吐出量を制御して合わせ込むことができる。さらに説明すると、特定のインクジェットヘッド51がインクの粘度などの影響を受けて吐出量が低くなった場合にも、上位制御手段によって各ノズル制御手段に対する動作指令を設定し、ノズル制御手段によってインクジェットノズル52に印加する駆動電圧等を変えることで、他のインクジェットヘッド51との吐出量ばらつきを抑えることができる。
In this case, the application amount of the coloring material of each pixel can be adjusted by controlling the discharge amount for each
以上、塗布装置の代表的な応用例として液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタ製造への適用例を述べたが、この装置は他の平面的な部材に着色材料或いは被膜材料を塗布する装置へと展開することも適用可能である。
As described above, an application example for manufacturing a color filter used in a liquid crystal display device or the like has been described as a typical application example of a coating apparatus. However, this apparatus is a device for applying a coloring material or a coating material to other planar members. It is also possible to apply the above.
2 ガラス基板
3 吸着テーブル
5 インクジェットヘッドバー
9 スキャンカメラ
11 画像処理装置
12 メモリー
13 制御装置
51 インクジェットヘッド
52 インクジェットノズル
2 Glass substrate 3 Suction table 5 Inkjet head bar 9
Claims (4)
前記塗布ヘッドが塗布対象物と相対移動し、塗布対象物に塗布材を供給して、該塗布ヘッドの有効幅以上の領域を塗布する工程において、
塗布ヘッドによる1回の塗布の塗布領域にある画素の一部を間引いた間欠塗布とし、少なくとも1往復以上の塗布ヘッドの走査により間欠塗布部分及び残りの塗布領域を補完し、
前記塗布対象物の必要塗布領域全体に塗布材を均一に塗布することを特徴とする塗布装置 A coating apparatus that sprays and coats a coating material as a small amount of droplets by a discharge nozzle on a coating object using a coating head having a plurality of discharge nozzles,
In the process in which the coating head moves relative to the coating object, supplies a coating material to the coating object, and coats a region of an effective width or more of the coating head.
Intermittent application in which a part of the pixels in the application area of one application by the application head is thinned out, and complementing the intermittent application part and the remaining application area by scanning the application head at least once or more,
A coating apparatus for uniformly coating a coating material over the entire required coating area of the coating object
前記塗布ヘッドが塗布対象物と相対移動し、塗布対象物に塗布材を供給して、該塗布ヘッドの有効幅以上の領域を塗布する工程において、
塗布ヘッドによる1回の塗布の塗布領域にある画素の一部を間引いた間欠塗布とし、少なくとも1往復以上の塗布ヘッドの走査により間欠塗布部分及び残りの塗布領域を補完し、
前記塗布対象物の必要塗布領域全体に塗布材を均一に塗布することを特徴とする塗布方法 An application method in which an application material having a plurality of discharge nozzles is used to spray and apply an application material as a small amount of droplets to the application object using the discharge nozzles,
In the process in which the coating head moves relative to the coating object, supplies a coating material to the coating object, and coats a region of an effective width or more of the coating head.
Intermittent application in which a part of the pixels in the application area of one application by the application head is thinned out, and complementing the intermittent application part and the remaining application area by scanning the application head at least once or more,
A coating method characterized by uniformly coating a coating material over the entire necessary coating area of the coating object
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